Выращивание монокристаллов флюорита методом инерционного градиентного охлаждения расплава

   Целью данной работы является получение монокристаллов CaF₂ и CaF₂ :Pb²⁺ методом инерционного градиентного охлаждения (ГО) в неподвижном тигле при избыточном давлении инертного газа, а также исследование особенностей распределения примеси в монокристаллах, полученных данным методом.
   Процедура и методы. В теплосберегающем графитовом узле ростовой установки горизонтальной направленной кристаллизации (ГНК) из сильно перегретого расплава в неподвижном тигле путём инерционного охлаждения печи получены монокристаллы флюорита размером 140 х 25 х 20 мм хорошего оптического качества. Исследовались спектры поглощения кристаллов CaF₂ и CaF₂ :Pb²⁺, выращенных методом спонтанной кристаллизации и стандартным методом ГНК путём протяжки со скоростью 5 мм/час в атмосфере аргона.
   Результаты. Синтезированы и исследованы монокристаллы CaF₂ и CaF₂ :Pb²⁺, полученные методом инерционного градиентного охлаждения расплава в неподвижном тигле при избыточном давлении аргона. Установлены условия протекания процесса данного вида кристаллизации. Изучены особенности распределения примеси для монокристалла, полученного данным методом.
   Теоретическая и практическая значимость. Ростовые исследования легированных кристаллов показали, что по сравнению с классическим методом ГНК в случае инерционной ГО-кристаллизации имеет место более равномерное распределение примеси по длине кристаллов. Сделан вывод об особенностях создания газовых атмосфер выращивания кристаллов фторидов методом ГНК-технологии.

1. Лодиз, Р. Рост монокристаллов / Р. Лодиз, Р. Паркер. – М.: Мир, 1974. – 540 с.

2. Вильке, К.-Т. Методы выращивания кристаллов. – Л.: Недра, 1968. – 424 с.

3. Багдасаров, Х. С. Высокотемпературная кристаллизация из расплава. – М.: Физматлит, 2004. – 160 с.

4. Исследование теплообмена в графитовом тепловом узле установки по выращиванию монокристаллов методом ГНК / С. Э. Саркисов [и др.] // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика – Математика. – 2019. – № 3. – С. 68-81. Doi: 10.18384/2310-7251-2019-3-68-81

5. Yusim V. A., Sarkisov S. E., Ryabchenkov V. V., Kloss Yu. Yu., Govorun I. V., Ivanova I. V., Sakmarov A. V. Mathematical of head and mass transfer processes in the graphite thermal unit of the krystallization apparatus for Horizontal directional solidification method // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1560. International Interdisciplinary Scientific Conference "Advanced Element Base of Micro- and Nano-Electronics" (20-23 April 2020 Moskow, Russian Federation). P. 012060. DOI:10.1088/1742-6596/1560/1/012060

6. Рябченков, В. В. Патент RU 2 608 891 C. Устройство для получения монокристаллов тугоплавких фторидов; НИЦ "Курчатовский институт". – 2016107781; заявл. 03.03.2016; опубл. 26.01.2017, Бюл. № 3. – 11 с.

7. Патент RU 2643980 CI. Тепловой узел установки для выращивания галоидных кристаллов методом горизонтальной направленной кристаллизации / В. А. Юсим [и др.]; НИЦ "Курчатовский институт"; № 2017127968; 04.08.2017; опубл. 26.02.2018, Бюл. № 4. – 19 с.

8. Полупроводники / ред. Н. Б. Хенней. – М.: Издательство иностранной литературы, 1962. – 668 с.

9. Пфанн В. Зонная плавка / В. Пфанн. – М.: Мир, 1970. – 366 с.

10. Джексон К. О механизме роста кристалла из расплава / К. Джексон, Д. Ульман, Дж. Хант // Проблемы роста кристаллов. – М.: Мир, 1966. – С. 27-86